(57)【要約】【課題】指先に作用する僅かな圧力や指の腹部に作用する大きな圧力を適確に検出することが可能なロボットハンドを提供する。【解決手段】第１節１１の側部及び指先に高い感度の接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２を配置し、また第１節１１の腹部に低い感度の把持認識用触覚センサＢを配置している。このため、指１０の制御に際しては、高い感度の各接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２の検出出力に基づき、第１節１１の側部もしくは指先のいずれの箇所に対象物に接触したかを判定して、対象物に対する指１０の位置等を制御することができ、また低い感度の把持認識用触覚センサＢの検出出力に基づき、対象物に対する第１節１１の腹部の接触圧力を判定して、指１０の把持力を制御することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触覚センサを指周りに配置したロボットハンドにおいて、
相互に異なるそれぞれの感度を有する複数の触覚センサを指周りに配置したことを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
対象物への指の接触を認識する接触認識用触覚センサと、指による対象物の把持を認識する把持認識用触覚センサとを備え、接触認識用触覚センサの感度を把持認識用触覚センサの感度よりも高くしたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
指先に配置された触覚センサと、指の腹部に配置された触覚センサとを備え、指先の触覚センサの感度を指の腹部の触覚センサの感度よりも高くしたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項４】
指の側部に配置された触覚センサと、指の腹部に配置された触覚センサとを備え、指の側部の触覚センサの感度を指の腹部の触覚センサの感度よりも高くしたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項５】
複数の触覚センサを指周りに重ねて配置し、指周りの外側に重ねられた触覚センサの感度を指周りの内側に重ねられた触覚センサの感度よりも高くしたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項６】
指周りの外側に重ねられた触覚センサが対象物への指の接触を認識するために用いられ、指周りの内側に重ねられた触覚センサが指による対象物の把持を認識するために用いられることを特徴とする請求項５に記載のロボットハンド。
【請求項７】
指を形作るコア部を有し、指先に相当するコア部の部位を多面体で形成し、この多面体表面に触覚センサを配置したことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項８】
多面体を覆う柔軟層を有し、柔軟層の内側が多面体に密着する形状であり、柔軟層の外側が滑らかな曲面を描く形状であることを特徴とする請求項７に記載のロボットハンド。
【請求項９】
指を形作るコア部を有し、指の胴部に相当するコア部の部位を筒体で形成し、この筒体表面に触覚センサを配置したことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
筒体を覆う均一な厚みの柔軟層を有することを特徴とする請求項９に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
指を覆う柔軟層を備え、柔軟層は、指の腹部側を覆うものと指の爪もしくは甲側を覆うものとに分割されていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項１２】
触覚センサを覆う保護膜を有することを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項１３】
保護膜は、触覚センサの外側で接着固定されることを特徴とする請求項１１に記載のロボットハンド。
【請求項１４】
保護膜は、触覚センサに塗布されて硬化した合成樹脂膜であることを特徴とする請求項１１に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触覚センサを指に配置したロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。ここでは、指先に第１感圧センサを設け、指の腹部に第２感圧センサを設け、指先に対する対象物の当接を第１感圧センサにより検出して、対象物への接近動作を制御し、指の腹部による対象物の把持力を第２感圧センサにより検出して、この把持力を制御している。これにより指そのものや対象物を破壊することなく、指により対象物を適確に把持することができる。
【特許文献１】特開平８−３００２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、指先に対する対象物の当接を検出するには、指先に作用する僅かな圧力でも検出せねばならない。また、指の腹部による対象物の把持力を検出するには、指の腹部に作用する大きな圧力を検出せねばならない。
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、第１及び第２感圧センサの感度が同一に設定されていた。また、第１及び第２感圧センサにより検出し得る圧力範囲には限界がある。このため、第１及び第２感圧センサの感度を低く設定した場合は、第１感圧センサにより指先に作用する僅かな圧力を検出することが困難になり、また第１及び第２感圧センサの感度を高く設定した場合は、第２感圧センサにより指の腹部に作用する大きな圧力を検出することができなくなった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、指先に作用する僅かな圧力や指の腹部に作用する大きな圧力を適確に検出することが可能なロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、触覚センサを指周りに配置したロボットハンドにおいて、相互に異なるそれぞれの感度を有する複数の触覚センサを指周りに配置している。
【０００７】
また、本発明においては、対象物への指の接触を認識する接触認識用触覚センサと、指による対象物の把持を認識する把持認識用触覚センサとを備え、接触認識用触覚センサの感度を把持認識用触覚センサの感度よりも高くしている。
【０００８】
更に、本発明においては、指先に配置された触覚センサと、指の腹部に配置された触覚センサとを備え、指先の触覚センサの感度を指の腹部の触覚センサの感度よりも高くしている。
【０００９】
また、本発明においては、指の側部に配置された触覚センサと、指の腹部に配置された触覚センサとを備え、指の側部の触覚センサの感度を指の腹部の触覚センサの感度よりも高くしている。
【００１０】
更に、本発明においては、複数の触覚センサを指周りに重ねて配置し、指周りの外側に重ねられた触覚センサの感度を指周りの内側に重ねられた触覚センサの感度よりも高くしている。
【００１１】
また、本発明においては、指周りの外側に重ねられた触覚センサが対象物への指の接触を認識するために用いられ、指周りの内側に重ねられた触覚センサが指による対象物の把持を認識するために用いられる。
【００１２】
更に、本発明においては、指を形作るコア部を有し、指先に相当するコア部の部位を多面体で形成し、この多面体表面に触覚センサを配置している。
【００１３】
また、本発明においては、多面体を覆う柔軟層を有し、柔軟層の内側が多面体に密着する形状であり、柔軟層の外側が滑らかな曲面を描く形状である。
【００１４】
更に、本発明においては、指を形作るコア部を有し、指の胴部に相当するコア部の部位を筒体で形成し、この筒体表面に触覚センサを配置している。
【００１５】
また、本発明においては、筒体を覆う均一な厚みの柔軟層を有する。
【００１６】
更に、本発明においては、指を覆う柔軟層を備え、柔軟層は、指の腹部側を覆うものと指の爪もしくは甲側を覆うものとに分割されている。
【００１７】
また、本発明においては、触覚センサを覆う保護膜を有する。
【００１８】
更に、本発明においては、保護膜は、触覚センサの外側で接着固定される。
【００１９】
また、本発明においては、保護膜は、触覚センサに塗布されて硬化した合成樹脂膜である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のロボットハンドによれば、相互に異なるそれぞれの感度を有する複数の触覚センサを指周りに配置している。このため、高い感度の触覚センサにより指に作用する僅かな圧力を検出し、低い感度の触覚センサにより指に作用する大きな圧力を検出することができる。
【００２１】
例えば、対象物への指の接触を認識する接触認識用触覚センサの感度を高くして、対象物の接触に伴う僅かな圧力を検出し、また指による対象物の把持を認識する把持認識用触覚センサの感度を低くして、対象物の把持に伴う大きな圧力を検出している。
【００２２】
また、通常は、指先もしくは指の側部が対象物に接触し、指の腹部により対象物を把持する。このため、指先もしくは指の腹部の触覚センサの感度を高くして、対象物の接触に伴う僅かな圧力を検出し、また指の腹部の触覚センサの感度を低くして、対象物の把持に伴う大きな圧力を検出している。
【００２３】
更に、対象物の接触に伴う僅かな圧力は指外側で検出し易く、また対象物の把持に伴う大きな圧力は指内側でも検出することができる。このため、複数の触覚センサを指周りに重ねて配置し、外側の触覚センサの感度を高くして、この外側の触覚センサにより指に作用する僅かな圧力を検出し、内側の触覚センサの感度を低くして、この内側の触覚センサにより指に作用する大きな圧力を検出することが可能である。
【００２４】
従って、外側の触覚センサが対象物への指の接触を認識するために用いられ、内側の触覚センサが指による対象物の把持を認識するために用いられる。
【００２５】
更に、触覚センサの種類にもよるが、例えば感圧ゴムを用いた触覚センサの場合は、触覚センサを平面上に配置すると、その感度が高くても安定化する。このため、指先に相当するコア部の部位を多面体で形成し、この多面体表面に触覚センサを配置している。
【００２６】
また、多面体を柔軟層により覆う場合は、柔軟層の内側を多面体に密着する形状としている。これにより、指先に作用した圧力が柔軟層を通じて多面体表面の触覚センサに確実に作用して検出される。また、柔軟層の外側を滑らかな曲面を描く形状としているので、指先の形状を人間の手の指に近づけることができる。
【００２７】
更に、指を形作るコア部を有し、指の胴部に相当するコア部の部位を筒体で形成し、この筒体表面に触覚センサを配置している。指の胴部では、触覚センサの感度が低く設定されることから、この感度が触覚センサの配置状態に影響され難く、触覚センサの多様な配置が可能である。
【００２８】
また、筒体を均一な厚みの柔軟層により覆っているので、筒体外周のいずれの箇所でも、触覚センサの感度が均一化し、また指の形状が人間の手の指に近づく。
【００２９】
更に、柔軟層は、指の腹部側を覆うものと指の爪もしくは甲側を覆うものとに分割されているので、柔軟層を指に被せることが容易になる。
【００３０】
また、触覚センサを覆う保護膜を有する。この保護膜は、触覚センサを油や水から保護して、触覚センサの感度の劣化等を防止する。
【００３１】
例えば、保護膜は、触覚センサの外側で接着固定される。これにより、保護膜が触覚センサの感度に影響を与えることが防止される。あるいは、保護膜は、触覚センサに塗布されて硬化した合成樹脂膜である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明のロボットハンドの実施例１における１本の指を示す斜視図である。通常は、ロボットハンドに複数本の指を設けるが、各指の触覚に関する構成が同一のため、ここでは１本の指のみを示している。
【００３４】
本実施例における指１０は、指先に相当する第１節１１と、指の中程の第２節１２と、指の付け根近くの第３節１３とを有し、第１節１１と第２節１２を第１関節１４により連結し、第２節１２と第３節１３を第２関節１５により連結し、第３節１３を第３関節１６によりロボットハンドの手の平（図示せず）に連結している。この指１０の第１乃至第３関節１４、１５、１６を駆動機構（図示せず）により回転して、この指１０を屈伸動作させる。また、指１０全体を柔軟層１７により覆っている。
【００３５】
尚、ロボットハンドの指の駆動機構としては、プーリとワイヤーを組み合わせたものやギヤを組み合わせたもの等、多種多様なものが既に提案されており、いずれの駆動機構を適用しても構わない。
【００３６】
図２は、本実施例の指１０の第１節１１を示す斜視図である。また、図３及び図４は、第１節１１を示す横断面図及び縦断面図である。
【００３７】
第１節１１は、コア部２１により形作られている。このコア部２１は、指の胴部となる筒体２１ａ及び指先となる筐体２１ｂを有する。
【００３８】
指の腹部及び側部に相当する筒体２１ａの外周部位に、複数片の感圧ゴム２２及び複数片の感圧ゴム２３を重ね合わせたフレキシブル基板２４を巻き付けている。各感圧ゴム２２、２３は、指の長手方向に延びる短冊状であり、指の腹部及び側部に配置されている。
【００３９】
また、筒体２１ａの先端に断面がＤ字形状の筐体２１ｂを設け、このＤ字形状の筐体２１ｂの正面及び各側面にフレキシブル基板２６を支持して、このフレキシブル基板２６に複数片の感圧ゴム２７を重ね合わせている。
【００４０】
ここで、各感圧ゴム２２及びフレキシブル基板２４の組み合わせにより把持認識用触覚センサＢを構成している。また、各感圧ゴム２３及びフレキシブル基板２４の組み合わせにより接触認識用触覚センサＡ１を構成し、各感圧ゴム２７及びフレキシブル基板２６の組み合わせにより接触認識用触覚センサＡ２を構成している。
【００４１】
各接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２の感度は、把持認識用触覚センサＢの感度よりも高く設定されている。
【００４２】
柔軟層１７は、指の腹部及び側部を覆う第１層１７ａと指の爪もしくは甲側を覆う第２層１７ｂとからなり、第１及び第２層１７ａ、１７ｂ間に指１０を挟み込んで組み合わせることにより形成される。この柔軟層１７は、その外側を滑らかな曲面を描く形状とされており、指１０を人間の手の指の形状に近付けたり、指１０による対象物の把持を容易にするために設けられている。
【００４３】
この柔軟層１７先端内側は、筐体２１ｂの正面及び各側面に密着する形状としている。これにより、指先に作用した圧力が柔軟層１７を通じて筐体２１ｂ表面の感圧ゴム２７に確実に作用して検出される。
【００４４】
また、この柔軟層１７は、筒体２１ａ外周で均一な厚みを有している。このため、筒体２１ａ外周のいずれの箇所でも、触覚センサの感度が均一化し、また指の形状が人間の手の指に近づく。
【００４５】
図５は、把持認識用触覚センサＢの各感圧ゴム２２及びフレキシブル基板２４を平面状に展開して示す斜視図である。図５に示す様にフレキシブル基板２４表面には、複数の圧力検出部３１を行列方向に配列している。各圧力検出部３１は、対向配置された２つの櫛歯電極３１ａ、３１ｂをそれぞれ有している。
【００４６】
各圧力検出部３１の各列毎に、各櫛歯電極３１ａをフレキシブル基板２４表側の信号線（図示せず）により共通接続して、各列の信号線を信号処理チップ（図示せず）に接続し、かつ各圧力検出部３１の各行毎に、各櫛歯電極３１ｂをフレキシブル基板２４裏側の信号線（図示せず）により共通接続して、各行の信号線を信号処理チップに接続している。信号処理チップは、例えば筒体２１ａの内側や指の爪もしくは甲側相当する筒体２１ａの部位に配置される。
【００４７】
各感圧ゴム２２は、各櫛歯電極３１ａ、３１ｂに接触した状態でフレキシブル基板２４表面に重ね合わせられ、少なくとも各櫛歯電極３１ａ、３１ｂを除く範囲でフレキシブル基板２４表面に接着される。例えば、各感圧ゴム２２別に、感圧ゴム２２の周縁だけがフレキシブル基板２４表面に接着される。
【００４８】
また、各感圧ゴム２２は、例えばシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴムや、ゴム弾性を示す熱可塑性エラストマー等の非導電性エラストマーの中に、金属粒子、カーボンブラック、黒鉛粒子等の導電性粒子を混合分散させてなる。この感圧ゴム２２は、圧力により圧縮変形したり伸張変形すると、その変形箇所で各導電性粒子が接近もしくは接触して抵抗値が低下する。従って、各感圧ゴム２２の抵抗値が低下した箇所、及び抵抗値の低下変動分を検出すれば、各感圧ゴム２２のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを知ることができる。
【００４９】
接触認識用触覚センサＡ１の各感圧ゴム２３及びフレキシブル基板２４、及び接触認識用触覚センサＡ２の各感圧ゴム２７及びフレキシブル基板２６も、把持認識用触覚センサＢの各感圧ゴム２２及びフレキシブル基板２３と同様の構成及び材質である。すなわち、フレキシブル基板表面に各圧力検出部３１を行列方向に配列し、各圧力検出部３１の各列毎に、各櫛歯電極３１ａをフレキシブル基板表側の信号線により共通接続して、各列の信号線を信号処理チップに接続し、かつ各圧力検出部３１の各行毎に、各櫛歯電極３１ｂをフレキシブル基板裏側の信号線により共通接続して、各行の信号線を信号処理チップに接続している。また、各感圧ゴムは、各櫛歯電極３１ａ、３１ｂに接触した状態でフレキシブル基板表面にそれぞれ重ね合わせられ、少なくとも各櫛歯電極３１ａ、３１ｂを除く範囲でフレキシブル基板表面に接着される。
【００５０】
先に述べた様に各接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２の感度は、把持認識用触覚センサＢの感度よりも高く設定されている。これらの感度の設定は、感圧ゴムの厚さ、感圧ゴムに対する導電性粒子の混合率、及び圧力検出部３１の各櫛歯電極３１ａ、３１ｂのサイズ等を変更することにより行われる。例えば、感圧ゴムを薄くする程、触覚センサの感度が高くなる。また、感圧ゴムに対する導電性粒子の混合率が高くなる程、触覚センサの感度が高くなる。更に、圧力検出部３１の各櫛歯電極３１ａ、３１ｂのサイズを小さくする程、触覚センサの感度が高くなる。
【００５１】
信号処理チップは、第１節１１の腹部に配置された低い感度の把持認識用触覚センサＢの各圧力検出部３１別に、列の信号線及び行の信号線を通じて、圧力検出部３１の各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間で感圧ゴム２２の抵抗値を検出する。各櫛歯電極３１a、３１ｂのどちらかと電圧印加部との間に固定抵抗（図示せず）が接続されている。例えば、各列の信号線を順次選択し、列の信号線を選択する度に、各行の信号線を順次選択し、固定抵抗と選択された列の信号線の櫛歯電極３１ａと選択された行の信号線の櫛歯電極３１ｂ間に信号電圧を印加して、この間で感圧ゴム２２で印加電圧を分圧し、抵抗値に対応する信号電圧を検出する。そして、信号処理チップは、各圧力検出部３１の箇所で抵抗値に対応するそれぞれの信号電圧を検出すると、各信号電圧を２値信号に順次変換して、各信号電圧を示すそれぞれの２値信号を信号出力線を通じて外部出力する。これらの２値信号は、低い感度の把持認識用触覚センサＢを配置した指の腹部のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを示すものであり、例えば外部のマイクロコンピュータに入力される。
【００５２】
マイクロコンピュータは、低い感度の把持認識用触覚センサＢにより検出されて、信号処理チップにより２値化された各２値信号を入力すると、各２値信号に基づいて、この把持認識用触覚センサＢを配置した第１節１１の腹部のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを判定し、この判定結果を指１０の把持力を制御するために用いる。
【００５３】
同様に、信号処理チップは、第１節１１の側部に配置された高い感度の接触認識用触覚センサＡ１の各圧力検出部３１別に、固定抵抗と各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間に信号電圧を印加して、この間で感圧ゴム２３の抵抗値に対応する信号電圧を検出する。そして、信号処理チップは、各圧力検出部３１の箇所で抵抗値に対応するそれぞれの信号電圧を検出すると、各信号電圧を示すそれぞれの２値信号を信号出力線を通じて外部出力する。これらの２値信号は、高い感度の接触認識用触覚センサＡ１を配置した第１節１１の側部のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを示すものであり、外部のマイクロコンピュータに入力される。
【００５４】
また、信号処理チップは、指先に配置された高い感度の接触認識用触覚センサＡ２の各圧力検出部３１別に、各固定抵抗と各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間に信号電圧を印加して、この間で感圧ゴム２７の抵抗値に対応する信号電圧を検出する。そして、信号処理チップは、各圧力検出部３１の箇所で抵抗値に対応するそれぞれの信号電圧を検出すると、各信号電圧を示すそれぞれの２値信号を信号出力線を通じて外部出力する。これらの２値信号は、高い感度の接触認識用触覚センサＡ２を配置した指先のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを示すものであり、外部のマイクロコンピュータに入力される。
【００５５】
マイクロコンピュータは、高い感度の各接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２により検出されて、信号処理チップにより２値化された各２値信号を入力すると、各２値信号に基づいて、この接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２を配置した第１節１１の側部及び指先のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを判定し、この判定結果を対象物に対する指１０の位置等を制御するために用いる。
【００５６】
この様に本実施例では、第１節１１の側部及び指先に高い感度の接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２を配置し、また第１節１１の腹部に低い感度の把持認識用触覚センサＢを配置している。このため、接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２により第１節１１の側部及び指先に作用した小さな圧力を正確に検出することができ、また把持認識用触覚センサＢにより第１節１１の腹部に作用した大きな圧力を検出することができる。そして、指１０の制御に際しては、高い感度の各接触認識用触覚センサＡ１、Ａ２の検出出力に基づき、第１節１１の側部もしくは指先のいずれの箇所に対象物が接触したかを判定して、対象物に対する指１０の位置等を制御することができ、また低い感度の把持認識用触覚センサＢの検出出力に基づき、対象物に対する第１節１１の腹部の接触圧力を判定して、指１０の把持力を制御することができる。
【００５７】
例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示す様に２本の指１０を制御する場合は、各指１０の先を対象物３２に接触させて、各指１０の先の接触認識用触覚センサＡ２に僅かの圧力を作用させ、各接触認識用触覚センサＡ２により対象物３２を確認してから、各指１０の腹部により対象物３２を把持し、各指１０の腹部の把持認識用触覚センサＢによる対象物３２の把持力を検出して、この把持力を調節する。
【００５８】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示す様に２本の指１０を制御する場合は、各指１０の側部を対象物に接触させて、各指１０の側部の接触認識用触覚センサＡ１に僅かの圧力を作用させ、各接触認識用触覚センサＡ１により対象物３２を確認してから、各指１０の腹部により対象物３２を把持し、各指１０の腹部の把持認識用触覚センサＢによる対象物３２の把持力を検出して、この把持力を調節する。
【００５９】
あるいは、図８（ａ）、（ｂ）に示す様に３本の指１０を制御する場合は、２本の指１０の腹部により対象物３２を把持しつつ、他の１本の指１０の先を対象物３２に接触させて、この指先の接触認識用触覚センサＡ２により対象物３２を確認してから、他の１本の指１０により対象物３２を押して、対象物３２の姿勢を変更する。
【００６０】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示す様に各指１０の側部により対象物３２を把持しつつ、各指１０の側部を対象物に接触させて、各指１０の側部の接触認識用触覚センサＡ１により対象物３２を確認してから、各指１０を回転させて、各指１０間で対象物３２を移動させ、各指１０の先により対象物３２を把持し、各指１０の先の接触認識用触覚センサＡ２により対象物３２を確認する。
【００６１】
尚、短冊状の感圧ゴム２２、２３の代わりに、図１０に示す様に複数片の矩形状の感圧ゴム２２ａ、２３ａをフレキシブル基板２４上に配列しても良い。
【００６２】
また、図１１に示す様に保護膜３３により各感圧ゴム２２、２３（もしくは２７）を覆って、各感圧ゴム２２、２３（もしくは２７）を油や水から保護し、各触覚センサＢ、Ａ１（もしくはＡ２）の感度の劣化等を防止しても良い。この場合は、保護膜３３を各触覚センサＢ、Ａ１（もしくはＡ２）の外側で接着固定して、接着剤が各感圧ゴム２２、２３（もしくは２７）と圧力検出部３１の各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間に浸入しない様にして、各触覚センサＢ、Ａ１（もしくはＡ２）の感度の劣化を防止する。あるいは、各感圧ゴム２２、２３、２７が覆われる様に合成樹脂液を塗布し、この合成樹脂液を硬化させて、保護膜３３を形成しても良い。
【００６３】
更に、図１２に示す様に筒体２１ａ外周にフレキシブル基板２４Ａを巻き付けて、指先の腹に相当するフレキシブル基板２４Ａ上の部位に各感圧ゴム２２、２３を重ね合わせて支持し、フレキシブル基板２４Ａの各端部にそれぞれの信号処理チップ３４、３５を搭載し、フレキシブル基板２４Ａの各端部を指先の爪に相当する部位で重ね、各信号処理チップ３４、３５も同部位で重ね、外周を柔軟層１７で覆うという構成でも良い。
【実施例２】
【００６４】
図１３は、本発明のロボットハンドの実施例２における指の第１節を示す横断面図である。
【００６５】
本実施例における第１節５０では、節を筒体５１により形作っており、指の腹部及び側部に相当する筒体５１の外周部位に、感圧ゴム５２を重ね合わせたフレキシブル基板５３を巻き付けてから、その上に柔軟層５４を重ね、更に感圧ゴム５５を重ね合わせたフレキシブル基板５６を巻き付け、感圧ゴム５５を保護膜５７により覆っている。
【００６６】
ここで、感圧ゴム５２及びフレキシブル基板５３の組み合わせにより把持認識用触覚センサＢを構成している。また、感圧ゴム５５及びフレキシブル基板５６の組み合わせにより接触認識用触覚センサＡを構成している。
【００６７】
接触認識用触覚センサＡの感度は、把持認識用触覚センサＢの感度よりも高く設定されている。
【００６８】
接触認識用触覚センサＡ及び把持認識用触覚センサＢのいずれにおいても、実施例１の各触覚センサＡ１、Ａ２、Ｂと同様の構成及び材質である。すなわち、フレキシブル基板表面に各圧力検出部３１を行列方向に配列し、各圧力検出部３１の各列毎に、各櫛歯電極３１ａをフレキシブル基板表側の信号線により共通接続して、各列の信号線を信号処理チップに接続し、かつ各圧力検出部３１の各行毎に、各櫛歯電極３１ｂをフレキシブル基板裏側の信号線により共通接続して、各行の信号線を信号処理チップに接続している。
【００６９】
信号処理チップは、低い感度の把持認識用触覚センサＢの各圧力検出部３１別に、各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間に信号電圧を印加して、この間で感圧ゴム５２の抵抗値に対応する信号電流を検出する。そして、信号処理チップは、各圧力検出部３１の箇所で抵抗値に対応するそれぞれの信号電流を検出すると、各信号電流を示すそれぞれの２値信号を信号出力線を通じて外部のマイクロコンピュータに出力する。
【００７０】
マイクロコンピュータは、低い感度の把持認識用触覚センサＢにより検出されて、信号処理チップにより２値化された各２値信号を入力すると、各２値信号に基づいて、第１節５０の腹部及び側部のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを判定し、この判定結果を指の把持力を制御するために用いる。
【００７１】
同様に、信号処理チップは、高い感度の接触認識用触覚センサＡの各圧力検出部３１別に、各櫛歯電極３１ａ、３１ｂ間に信号電圧を印加して、この間で感圧ゴム５５の抵抗値に対応する信号電流を検出する。そして、信号処理チップは、各圧力検出部３１の箇所で抵抗値に対応するそれぞれの信号電流を検出すると、各信号電流を示すそれぞれの２値信号を信号出力線を通じて外部のマイクロコンピュータに出力する。
【００７２】
マイクロコンピュータは、高い感度の接触認識用触覚センサＡにより検出されて、信号処理チップにより２値化された各２値信号を入力すると、各２値信号に基づいて、第１節５０の腹部及びは側部のいずれの箇所に、どの程度の圧力が作用したかを判定し、この判定結果を対象物に対する指の位置等を制御するために用いる。
【００７３】
本実施例では、対象物の接触に伴う僅かな圧力は指外側で検出し易く、また対象物の把持に伴う大きな圧力は指内側でも検出することができる。このため、把持認識用触覚センサＢ及び接触認識用触覚センサＡを指の第１節５０周りに重ねて配置し、外側の接触認識用触覚センサＡにより第１節５０に作用する僅かな圧力を検出し、内側の把持認識用触覚センサＢにより第１節５０に作用する大きな圧力を検出している。
【００７４】
従って、外側の接触認識用触覚センサＡが対象物への指の接触を認識するために用いられ、内側の把持認識用触覚センサＢが指による対象物の把持を認識するために用いられる。
【００７５】
例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示す様に第１節５０により対象物３２を弱い力で把持しつつ、接触認識用触覚センサＡにより対象物３２を確認してから、把持認識用触覚センサＢによる対象物３２の把持力を検出して、各指１０による把持力を調節する。
【００７６】
尚、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、触覚センサとして、感圧ゴム及び１枚のフレキシブル基板の組み合わせを例示しているが、他の種類のものを適用しても良い。例えば、感圧ゴムを２枚のフレキシブル基板に挟み込み、各フレキシブル基板に各列のラインと各行のラインを振り分けて形成したものを適用し、各列のラインと各行のラインのそれぞれの交差箇所で、感圧ゴムの抵抗値を検出する様にしても良い。また、２枚のシート間に感圧液を封入し、各シートに各列のラインと各行のラインを振り分けて形成したものを適用し、各列のラインと各行のラインのそれぞれの交差箇所で、感圧液の抵抗値を検出する様にしても構わない。また、多数の圧電素子を指の節外周に配置しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のロボットハンドの実施例１における１本の指を示す斜視図である。
【図２】図１の指の第１節を示す斜視図である。
【図３】図２の第１節を示す横断面図である。
【図４】図２の第１節を示す縦断面図である。
【図５】図１の節における感圧ゴム及びフレキシブル基板を平面状に展開して示す斜視図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１のロボットハンドの各指による動作の一例を示す図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１のロボットハンドの各指による動作の他の例を示す図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１のロボットハンドの各指による動作の別の例を示す図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１のロボットハンドの各指による動作の更に他の例を示す図である。
【図１０】図１の指の感圧ゴムの変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１の指の第１節の変形例を示す横断面図である。
【図１２】図１の指の第１節の他の変形例を示す横断面図である。
【図１３】本発明のロボットハンドの実施例２における指の第１節を示す横断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、実施例２のロボットハンドの各指による動作の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  指
１１  第１節
１２  第２節
１３  第３節
１４  第１関節
１５  第２関節
１６  第３関節
２１  コア部
２２、２３、２７  感圧ゴム
２４、２６  フレキシブル基板
Ａ１、Ａ２  接触認識用触覚センサ
Ｂ  把持認識用触覚センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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